рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Устройство и принцип действия асинхронного двигателя

Устройство и принцип действия асинхронного двигателя - раздел Механика, Электромеханические системы Электродвигатель – Это Основной Элемент Электропривода, Осуществляющий Преобр...

Электродвигатель – это основной элемент электропривода, осуществляющий преобразование электрической энергии в механическую, для приведения в движение различных станков и механизмов, транспортных и подъемных средств, подвижных частей приборов и аппаратов. Электромашиностроительной промышленностью изготавливаются силовые электродвигатели мощностью от нескольких ватт до нескольких тысяч киловатт. Наибольшее применение в современном электроприводе получили асинхронные электродвигатели, отличающиеся простотой конструкции и надежностью, высокими технико-экономическими показателями.

Асинхронная машина была изобретена М.О. Доливо-Добровольским и она была настолько совершенной, что до сих пор существенного изменения не получила.

Асинхронная машина имеет две основные части:

1) Статор – неподвижная часть машины, представляет собой магнитопровод, выполненный из листов электротехнической стали в виде полого цилиндра. Внутри этот цилиндр зубчатый, т.е. имеет выступы и пазы, в которые укладывается обмотка, предназначенная для создания вращающего магнитного поля. Обмотка состоит из 3-х фаз, оси которых сдвинуты на 120°. Статор служит для создания вращающего магнитного поля и передачи энергии со статора на ротор.

2) Ротор – подвижная (вращающаяся) часть машины, выполнен в виде сплошного цилиндра, набранного из листов электротехнической стали. С наружи имеются пазы, где укладывается обмотка. Железо ротора насажено на вал. Между статором и ротором имеется воздушный зазор d = 0,3 ¸ 1,5 мм.

 

По конструкции ротора асинхронные машины делятся:

 

1) Асинхронная машина с фазным ротором, рис. 2.1

 

Рис 2.1. Асинхронный двигатель с фазным ротором (1 – обмотки, 2 – контактные кольца, 3 – щетки, 4 – сопротивления )

 

2) Асинхронная машина с короткозамкнутым ротором, рис. 2.2

 

Рис. 2.2. Короткозамкнутый ротор, выполненный в виде «беличьей клетки»

 

Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя основан на способности трехфазной обмотки при включении ее в сеть трехфазного тока создавать вращающееся магнитное поле. Частота вращения этого моля n1, или синхронная частота вращения (об/мин), прямо пропорциональна частоте переменного тока f и обратно пропорциональна числу пар полюсов р трехфазной обмотки:

(2.1)

Для объяснения принципа действия трехфазного асинхронного двигателя воспользуемся упрощенной моделью, состоящей из неподвижной части 1 – называемой статором, и вращающейся части 2 называемой ротором, разделенных воздушным зазором (рис. 2.3). Сердечник статора состоит из спинки (ярма), через которую замыкается магнитный поток вращающегося магнитного поля, и зубцов, между которыми находятся пазы с расположенной в них трехфазной обмоткой. В расточке сердечника статора находится ротор, состоящий из вала, сердечника и обмотки, которая расположена в пазах сердечника и состоит из медных или алюминиевых стержней, замкнутых с обеих сторон кольцами (рис. 2.2). Такая обмотка называется короткозамкнутой, выполненной в виде «беличьей клетки».

 

Рис. 2.3. Упрощенная модель асинхронного двигателя

 

При включении обмотки статора в трехфазную сеть в магнитной системе двигателя возникает магнитное поле, вращающееся с синхронной частотой n1. Поле сцепляется обмоткой ротора и индуцирует в его стержнях электродвижущее силы, направление которых определяют по правилу «правой руки». Обмотка ротора замкнута, поэтому ЭДС, наведенные в стержнях этой обмотки, создадут в них токи. В результате взаимодействия токов в роторе с вращающимся полем статора на стержнях ротора создаются электромагнитные силы Fэм направление которых определяют по правилу «левой руки». Совокупность Fэм электромагнитных сил образует на роторе электромагнитный момент М, под действием которого ротор приводится во вращение с частотой n2 в направлении вращения магнитного поля статора. Вращение ротора через вал передается рабочему механизму. Таким образом электрическая энергия, поступающая из сети в обмотку статора, преобразуется в асинхронном двигателе в механическую энергию вращения.

Отличительный признак асинхронного двигателя состоит в том, что частота вращения n2 ротора меньше синхронной частоты вращения n1 магнитного поля статора. Поэтому слово асинхронно означает неодновременное вращение поля статора и ротора.

Объясняется это тем, что ЭДС в стержнях обмотки ротора индуцируется только при неравенстве частот вращения. Частота вращения поля статора относительно ротора определяется частотой скольжения ns= n1 n2. Отставание ротора от вращающегося поля статора характеризуется относительной величиной S, называемой скольжением:

(2.2)

Скольжение асинхронного двигателя может изменяться в диапазоне от 0 до 1, т. е. 0–100%. Если S≈0, то это соответствует режиму холостого хода, когда ротор двигателя практически не испытывает противодействующего момента, если S=1 – режиму короткого замыкания, при котором ротор двигателя неподвижен (n2=0). Скольжение зависит от механической нагрузки на валу двигателя и с её ростом увеличивается.

Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называется номинальным скольжением. Для асинхронных двигателей малой и средней мощности номинальное скольжение изменяется в пределах от 0,08 до 0,02, т. е. 8–2%.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Электромеханические системы

Пермский Государственный Технический Университет.. Кафедра микропроцессорных средств автоматизации..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Устройство и принцип действия асинхронного двигателя

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Второй закон
  Все электрические машины обратимы, т.е. одна и та же машина может работать в режимах двигателя и генератора. Обратимость электрической машины – основное отличие электромеханического

Назначение и принцип действия трансформатора
  Трансформатор – это электромагнитный статический преобразователь с двумя или более неподвижными обмотками, который преобразует параметры переменного тока: напряжение, ток, ча

Устройство магнитопровода трансформаторов
В зависимости от способа изготовления магнитопроводы трансформаторов бывают пластинчатые и ленточные. Магнитопроводы однофазных трансформаторов бывают трех основных видов: стержневые, броневые и то

Устройство обмоток трансформаторов
Обмотки трансформаторов изготавливают из меди или алюминия. Для трансформаторов небольшой мощности, т. е. при небольших токах (до 25 А для воздушных и до 45 А для масляных трансформаторов), обмотки

Магнитные потоки и ЭДС обмоток трансформатора
При включении первичной обмотки трансформатора в сеть переменного тока по этой обмотке протекает ток I1, создающий магнитное поле. Большая часть магнитных линий замкнется по сталь

Ток холостого хода
При холостом ходе трансформатора под действием приложенного напряжения U1 в первичной обмотке протекает ток холостого хода I0. Намагничивающая сила первич

Векторная диаграмма трансформатора при холостом ходе
Основной магнитный поток в магнитопроводе трансформатора индуктирует в первичной и во вторичной обмотках ЭДС Е1 и Е2. Помимо основного магнитного потока с

Опыт холостого хода трансформатора
Холостым ходом трансформатора является такой предельный режим его работы, когда вторичная обмотка трансформатора разомкнута и ток вторичной обмотки I2=0. Опыт холостого ход

Потери при холостом ходе трансформатора
Мощность, потребляемая трансформатором при холостом ходе, идет на покрытие потерь в обмотках и стали: ∆P0 = ∆Pэл1 + ∆Pмагн

Приведение параметров вторичной обмотки к первичной
Так как в общем случае W1 ¹ W2, E1 ¹ E2, и т.д. соответственно разным W и E соответствуют разные пара

Физические процессы в трансформаторе при нагрузке
Рассмотрим работу трансформатора без нагрузки, т. е. в режиме холостого хода, когда ток во вторичной цепи I2=0, а ток в первичной цепи представляет собой ток холостого хода I

Векторная диаграмма трансформатора при нагрузке
После приведения вторичной обмотки трансформатора к виткам первичной мы можем перейти к построению векторной диаграммы. На рисунке показана векторная диаграмма для активно-индуктивной (рис.

Режим короткого замыкания трансформатора.
  Необходимо различать два режима короткого замыкания: 1) Аварийный режим – это режим в котором вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко при номинальном первичном

Векторная диаграмма трансформатора при коротком замыкании
  Векторная диаграмма трансформатора при коротком замыкании представлена на рис. 1.13. Для построения векторной диаграммы запишем основные уравнения ЭДС и токов: 1)

Совмещение режимов холостого хода и короткого замыкания
  Характеристики трансформатора при нагрузке определяют его рабочие свойства. Эти характеристики непосредственно можно получить только для трансформаторов небольшой мощности. Для тран

Относительное изменение вторичного напряжения трансформатора при нагрузке
  Изменением напряжения трансформатора называется (выраженная в % от номинального вторичного напряжения) арифметическая разность между номинальным вторичным напряжением при холостом х

Потери и коэффициент полезного действия трансформатора
  В процессе работы трансформатора под нагрузкой часть активной мощности Р1, поступающей в первичную обмотку из сети, рассеивается в трансформаторе на покрытие потерь. В ит

Устройство трехфазных трансформаторов и их особенности
Трехфазный трансформатор представляет собой соединение трех однофазных трансформаторов. Поэтому вся теория, рассмотренная для однофазного трансформатора относится и к трехфазному применительно к од

Группы соединения трансформаторов
Группой соединения трансформатора называется угол сдвига между линейными ЭДС первичной и вторичной обмоток трансформатора. За первичную обмотку принимают обмотку высокого напряжения. Групп

Параллельная работа трансформаторов
Трансформаторы в сетях и подстанциях чаще всего работают параллельно. Это обеспечивает надежность в электроснабжении, дает возможность отключить трансформатор на профилактику и в аварийной ситуации

Холостой ход трехфазного трансформатора
  При изучении режима холостого хода однофазного трансформатора мы видим, что при подведенном синусоидальном напряжении, кривые первичной ЭДС и основного потока синусоидальны, а крива

Элементы обмоток переменного тока
Из чего состоит фаза: проводник ® виток ® катушка ® катушечная группа ® фаза. Два проводника составляют виток. Несколько витков составляют катушку, несколько катушек ® катушечную группу, несколько

Электродвижущая сила (ЭДС) обмотки машин переменного тока
  ЭДС фазы проследим по следующей структуре: проводник – виток – катушка – катушечная группа – фаза. Определим ЭДС проводника и витка с полным шагом y = t. Пр

Двигательный режим работы
  Пусть в начале ротор не вращается. Магнитное поле, пересекая проводники ротора индуктируют в них ЭДС. При замкнутой цепи ротора по обмотке его потечет ток. Взаимодействие п

Привидение параметров роторной обмотки к статорной
  Под приведенной роторной обмоткой понимается такая эквивалентная роторная обмотка, которая имеет такое же число фаз, такое же число витков, как и обмотка статора. Приведени

Явления связанные с вращением ротора асинхронного двигателя
При рассмотрении этого вопроса увидим, что частота ротора, ЭДС и индуктивное сопротивление с изменением скорости вращения ротора изменяются. Запишем выражение ЭДС неподвижного ротора.

Приведение асинхронного двигателя к эквивалентному трансформатору
Анализируя принцип действия трехфазного асинхронного двигателя, заметим, что в асинхронном двигателе много общего с трансформатором. Между обмотками статора и ротора двигателя, как и между

Схемы замещения асинхронной машины
  Для исследования работы асинхронной машины часто используются схемы замещения, которые должны отвечать основным уравнениям ЭДС и токов реальной машины. Реально обмотки стат

Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя.
  Для вывода формулы этого момента предварительно рассмотрим энергетическую диаграмму асинхронного двигателя (рис. 2.13).   1) Активная мощность, потребляемая и

Вращающий электромагнитный момент асинхронного двигателя
  М – электромагнитный момент, создаваемый в результате взаимодействия вращающего магнитного поля с током в роторе (предварительное определение). Электромагнитный момент двигат

Максимальный (критический) момент асинхронной машины
Для определения максимального момента необходимо взять первую производную от М по S и приравнять к нулю . Определим из полученного выражения критическое скольжение – S

Рабочие характеристики асинхронного двигателя
Рабочие характеристики асинхронного двигателя (рис. 2.19) представляют собой зависимость частоты вращения ротора n2, полезного (нагрузочного) момента на валу M2,

Пуск при пониженном напряжении
  а) Реакторный способ пуска (рис. 2.20). При пуске для ограничения пускового тока в фазы двигателя включается сопротивление реактора, т.е. . Часть напряжен

Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. Естественные и искусственные механические характеристики
Для асинхронного двигателя частота вращения ротора определяется по формуле , или , откуда видно, что скорость вращения ротора можно регулировать: 1. f = var – изме

Изменение напряжения подводимого к статору
При изменении подводимого к двигателю напряжения изменяется момент, т.к. он пропорционален квадрату напряжения. Рис. 2.24. Механические характеристики АД при

Изменение частоты питающей сети
При изменении частоты питающей сети при Uсети=U1=const, меняется и критический момент, так как он зависит от частоты обратно пропорционально её квадрату.

Торможение с рекуперацией энергии в сеть.
При отсутствии внешнего статического момента на валу двигатель, подключенный к сети будет вращаться со скоростью, близкой к синхронной. При этом из сети потребляется энергия, необходимая для покрыт

Торможение противовключением
Противовключение это режим работы, в котором двигатель включен для одного направления вращения, а ротор двигателя вращается в противоположную сторону под действием внешнего статического момента наг

Устройство и принцип действия машин постоянного тока
Машины постоянного тока широко используются в качестве источника постоянного тока, либо преобразователя электрической мощности в механическую. Первая машина работает в режиме генератора, вторая в р

Обмотки якоря машин постоянного тока
Обмотка якоря машины постоянного тока представляет собой замкнутую систему проводников, определенным образом уложенных на сердечнике якоря и присоединенных к коллектору. Элементом обмотки

Реакция якоря в машинах постоянного тока
Следовательно, ЭДС якоря зависит от потока и скорости вращения.В процессе работы двигателя обмотки возбуждения и якоря создают магнитные поля. Результирующее магнитное поле двигателя можно рассматр

Электромагнитный момент генератора постоянного тока
  Сила, воздействующая на проводник с током равна , (рис. 3.8). Для расчета принимаем, что ток во всех проводниках одинаков, индукция на полюсном делении средняя, каждый проводник пра

Генератор независимого возбуждения
Схема включения генератора независимого возбуждения представлена на рис. 3.9. Рис. 3.9 Схема включения генератора независимого возбуждения.   Свойства генератора опр

Генератор параллельного возбуждения
Схема генератора параллельного возбуждения изображена на рис. 3.11.   Рис. 3.11 Схема включения генератора параллельного возбуждения.   Для самовозбужд

Генератор последовательного возбуждения
В генераторе последовательного возбуждения ток возбуждения Iв=Ia (рис. 3.15), а поэтому свойства этого генератора определяются лишь внешней характеристико

Двигатели постоянного тока
Двигатели постоянного тока широко используются в различных системах электропривода, где требуется широкий диапазон регулирования частоты вращения. Двигатель постоянного тока преобразовывает потребл

Реверсирование двигателя постоянного тока
  Рис. 3.19 Реверсирование двигателя постоянного тока Электромагнитный момент . Если изменить направление тока в якоре, то сила де

Двигатель параллельного (независимого) возбуждения
Принципиальная схема включения двигателя параллельного возбуждения представлена на рис. 3.20. Для пуска используется пусковой реостат (П. Р.).   Рис. 3.21 Схема включения дви

Двигатель последовательного возбуждения
Обмотка возбуждения двигателя включена последовательно с якорем, рис. 3.24, а. Ток якоря равен току возбуждения. Поэтому обмотка возбуждения имеет большое сечение и малое число витков. Последовател

Генераторное торможение с рекуперацией (отдачей) энергии в сеть
Переход двигателя в тормозной режим с отдачей энергии в сеть будет иметь место тогда, когда скорость двигателя w будет больше скорости идеального холостого хода w0. В этом случае ЭДС дви

Торможение противовключением
Противовключением называется режим, когда двигатель включен для одного направления вращения, а якорь его под действием внешнего момента или инерции вращается в противоположную сторону. При этом мом

Электродинамическое торможение
Суть этого способа торможения заключается в том, что якорь отключается от сети и замыкается на тормозное сопротивление , а обмотка возбуждения остается подключенной к сети, как показано на рис. 3.3

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги